[發(fā)明專利]一種開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置及方法

在審

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• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108279388A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉雪榮;陳岑;陳麗影;牛皓;翟國富
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述裝置包括開關(guān)電源模塊、信號切換及調(diào)理模塊、上位機系統(tǒng)、示波器，其中：

所述的開關(guān)電源模塊設(shè)置有若干個故障注入點和關(guān)鍵測試節(jié)點；

所述的信號切換及調(diào)理模塊與開關(guān)電源模塊的關(guān)鍵測試節(jié)點相連；

所述的上位機系統(tǒng)與信號切換及調(diào)理模塊、示波器相連；

所述的示波器與信號切換及調(diào)理模塊、上位機系統(tǒng)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述開關(guān)電源模塊是輸出電流為700mA的恒流源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述關(guān)鍵測試節(jié)點的個數(shù)為14個，分別為：400V輸入電壓、漏極電壓、源極電壓、T柵極電壓、T輔助電源電壓、T光耦輸出電壓、NCP1230輸出15V電壓、二極管輸入電壓、輸出電壓、TL431供電電壓、運放供電電壓、參考電壓、輸出采樣電壓、光耦輸入電壓；所述故障注入點的個數(shù)為11個，分別為：輸出采樣電阻阻值漂移的注入點、參考電壓模塊中電阻阻值漂移的第一個注入點、參考電壓模塊中電阻阻值漂移的第二個注入點、比較調(diào)節(jié)模塊中的電阻阻值漂移的注入點、PWM控制模塊中的電阻阻值漂移的注入點、對MOSFET電流進行采樣的電阻阻值漂移的注入點、鋁電解電容容值漂移的注入點、比較調(diào)節(jié)模塊中的電容容值漂移的注入點、光耦隔離模塊中的電容容值漂移的注入點、光耦隔離模塊中的光耦電流傳輸比漂移的注入點、MOSFET導(dǎo)通電阻阻值漂移的注入點。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述信號切換及調(diào)理模塊包括主控單元、串口通訊單元、驅(qū)動單元、繼電器切換電路、電壓調(diào)理電路，其中：

所述的串口通訊單元連接在主控單元與上位機系統(tǒng)之間，將主控單元的RS2303信號與USB信號進行轉(zhuǎn)換；

所述的驅(qū)動單元由譯碼芯片和晶體管陣列組成，譯碼芯片的輸入端連接主控單元的IO管腳，輸出端連接晶體管陣列的輸入端；

所述的繼電器切換電路由多個繼電器切換單元組成，每個繼電器單元由發(fā)光二極管、電阻和繼電器組成；繼電器的+5V供電端連接發(fā)光二極管的正極，電阻的兩端分別連接二極管的陰極和繼電器的控制端，繼電器的控制端口與驅(qū)動單元的晶體管陣列輸出端口相連，晶體管陣列的每個輸出端口連接兩個繼電器控制單元的控制端，繼電器的常開觸點連接電壓調(diào)理電路的輸入端，開關(guān)電源模塊的關(guān)鍵測試節(jié)點連接到繼電器的動觸頭上；

所述的電壓調(diào)理電路由分壓電路和運放跟隨電路組成，繼電器切換模塊的輸出端連接分壓電路，由分壓電路降壓后的信號經(jīng)運放跟隨電路隔離后輸入到示波器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述主控單元為STM32，型號為F103ZET6；串口通訊單元為PL2303；譯碼芯片選用74LS238芯片，晶體管陣列選用ULN2003。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述示波器采用雙通道示波器，型號為DSO5012A。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述上位機系統(tǒng)包括測試設(shè)置界面、數(shù)據(jù)處理界面、測試性分析界面，其中：

所述的測試設(shè)置界面由選擇測試節(jié)點和設(shè)置數(shù)據(jù)存儲路徑組成；

所述的數(shù)據(jù)處理界面由選擇特征參數(shù)和處理前后波形顯示組成；

所述的測試性分析界面由設(shè)置閾值上下限、構(gòu)建故障-測試相關(guān)性矩陣和計算測試性指標(biāo)組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源故障模擬注入及測試性分析裝置，其特征在于所述故障-測試相關(guān)性矩陣的構(gòu)建方法如下：

（1）比較各故障模式下的各關(guān)鍵測試節(jié)點特征參數(shù)與無故障狀態(tài)下各特征參數(shù)的差別，超過所設(shè)置的閾值，則將該故障模式下的該特征參數(shù)定義為“1”，反之為“0”；

（2）將所有的“1”和“0”元素進行故障-測試相關(guān)性矩陣的構(gòu)建。